مهندسی شیمی چیست؟

پیرجو

مدیر ارشد
مدیر کل سایت
مدیر ارشد
مهندسی شیمی چیست؟

مهندسی عبارت است از بکارگیری دانش فنی و دانش اجتماعی برای برطرف کردن نیازها و مشکلات جامعه.
یک مهندس با بکارگیری علوم مختلف ومهارتهای فنی با دیدی هنرمندانه برای رفع مشکلات جامعه تلاش می کند. مهندسی شیمی عبارت است از کاربرد علوم فیزیکی و مبانی اقتصاد و روابط انسانی در مورد فرآیندها و دستگاه هایی که در آنها تغییراتی در حالت یا انرژی یا ترکیب مواد داده می شود.:eek:
 

اشکان فروتن

مدیر بازنشسته
مهندسی شیمی

از ویکی‌پدیا، دایرةالمعارف آزاد.




مهندسی شیمی كاربرد علم، ریاضیات و اقتصاد در فرآيند تبديل مواد خام به مواد باارزش‌تر يا سودمندتر است.




مهندسي شيمي عمدتاً در طراحي و نگهداري فرآيندهاي شيميايي براي توليد انبوه به كار مي‌رود. به اين بخش از مهندسي شيمي، مهندسي فرآيند گفته مي‌شود. تفاوت شيمي و مهندسي شيمي را مي‌توان با يك مثال درباره آب پرتقال بيان كرد! يك شيميدان با كار در آزمايشگاه، راه‌هاي مختلفي را براي استخراج آب پرتقال مطالعه و كشف مي‌كند. ساده‌ترين راه شناخته شده براي اين كار، دو نيم كردن پرتقال و فشردن آن است. راه پيچيده‌تر، كندن پوست پرتقال، خرد كردن آن و جمع‌آوري آب پرتقال است. شركتي يك مهندس شيمي را استخدام مي‌كند تا برايش يك واحد توليد هزاران تن آب پرتقال در سال طراحي كند. مهندس شيمي همه راه‌هاي موجود توليد آب پرتقال را مطالعه و ارزيابي اقتصادي مي‌كند. با آن كه آبگيري دستي ساده‌ترين راه است، اما از لحاظ اقتصادي استخدام صدها نفر براي اين كار به صرفه نيست. بنابراين روشي ارزان‌تر انتخاب مي‌شود. اين مثال نشان مي‌دهد كه ساده‌ترين روش آزمايشگاهي لزوماً اقتصادي‌ترين روش توليد انبوه نيست.




فرآيندهاي مجزايي كه توسط يك مهنس شيمي به كار گرفته مي‌شوند (مانند تقطير، استخراج و ...)، عمليات واحد نام داشته و شامل واكنش شيميايي، عمليات انتقال جرم، انتقال حرارت و انتقال اندازه حركت هستند. اين فرآيندها براي سنتز شيميايي يا جداسازي شيميايي با هم تركيب مي‌شوند.




سه قانون فيزيكي اساسي در مهندسي شيمي، اصل بقاي جرم، اصل بقاي انرژي و اصل بقاي اندازه حركت هستند. انتقال ماده و انرژي در يك فرآيند شيميايي با استفاده از موازنه جرم و انرژي براي كل واحد، عمليات واحد يا بخشي از آن ارزيابي مي‌شود. مهندسين شيمي اصول ترموديناميك، سينتيك واكنش و پديده‌هاي انتقال را به كار مي‌گيرند.




مهندسي شيمي نوين، گستره‌اي فراتر از مهندسي فرآيند را در بر مي‌گيرد. هدف اصلي مهندسي شيمي استفاده از دانش شيمي در خلق مواد و محصولات بهتر براي دنياي امروز است. امروزه مهندسين شيمي علاوه بر فرآيندهاي توليد مواد اوليه پايه، بلكه در تو سعه و توليد محصولات باارزش و متنوع شركت دارند. اين محصولات شامل مواد ويژه و كارآمد براي صنايعي همچون هوافضا، خودروسازي، پزشكي، صنايع الكترونيك، كاربردهاي محيط زيست و صنايع نظامي است. به عنوان مثال‌هايي از اين محصولات مي‌توان به الياف، منسوجات و چسب‌هاي بسيار قوي، مواد زيست‌سازگار و دارو‌هاي جديد اشاره كرد. امروزه مهندسي شيمي ارتباطي تنگاتنگ با علوم زيست شناسي، مهندسي پزشكي و اغلب شاخه‌هاي مهندسي دارد.
 

اشکان فروتن

مدیر بازنشسته
مهندسی شیمی ، رشته ای دانشگاهی است که البته دارای زیر شاخه‌های متفاوت در زمینه‌های مختلف علمی و صنعتی می‌باشد. تمامی این رشته‌ها ، در تکنولوژی امروز بشری نهادینه شده‌اند و نقش اساسی در اداره و پیشرفت صنعت کشورهای گوناگون دارند. با خواندن مقاله زیر که به بررسی شاخه‌های مختلف مهنسی شیمی پرداخته است، با این علوم ، آشنا می‌شویم.
صنایع پالایش

صنعت پالایش نفت ، صنعتی است که با آن ، از تفکیک و تصفیه نفت خام ، محصول متنوع و پرارزشی از قبیل گاز مایع ، سوخت اتومبیل و هواپیما ، سوخت موتورهای دیزل ، نفت سفید ، حلال های نفتی ، مواد اولیه صنایع پتروشیمی ، روغن موتور ، انواع گریس و روغن‌های روان‌کننده و دهها فراورده دیگر تولید می‌شود.

با مقایسه ای ساده بین ارزش نفت خام و ارزش فراورده های حاصل از پالایش ، می‌توان به سودآوری عظیم این صنعت و نقش آن در اقتصاد کشور پی برد. چرا که پالایشگاه ، نفت خام را به طیف وسیعی از فراورده های پر ارزش نفتی تبدیل می‌کند. همچنین با توجه به وجود اندوخته هنگفت نفت در کشور و تاکید دولت بر جایگزینی صادرات فرآورده ها نفتی به جای صدور نفت خام و نیاز روز افزون کشور به فرآورده های نفتی ، اهمیت صنایع پالایش در کشور بیشتر روشن می‌شود.

<>

صنایع پتروشیمی

بر حسب تعریف ، صنایع پتروشیمی به صنایعی اطلاق میشود که در آنها هیدروکربنهای موجود در نفت خام یا گاز طبیعی به محصولات شیمیایی تبدیل می‌گردند. امروزه پتروشیمی ، صنعتی بسیار گسترده و با فن شناسی پیچیده و فراورده های متنوع می‌باشد و در حال حاضر ، شماره محصولات پتروشیمی به هزارها می‌رسد.

از جمله این محصولات که همگی از مواد اولیه هدروکربنی و طی یک رشته عملیات فیزیک- شیمیایی بدست می‌آیند، می‌توان انواع کودهای شیمیایی ، برخی از اسیدها ، بازها و نمک ها ، منومرها و پلیمرها ، ترکیبات آروماتیک و مواد واسطه و بسیاری از صنایع شیمیایی دیگر را نام برد. اهمیت محصولات پتروشیمی کاملا روشن است. فقط کافی است توجه شود که تولید محصولات کشاورزی ، تولید پارچه وپوشاک ، ساخت مسکن ، تولید مواد شوینده و پاک کننده و تولید داروهای مختلف بدون استفاده از محصولات پتروشیمی ، هرگز کفاف نیازهای رو به افزایش جمعیت جهان را نخواهد داد و مطمئنا بدون آنها زندگی بشر در ابعاد گوناگون ، به‌کلی مختل خواهد شد.

صنایع پتروشیمی از جمله صنایع مادر تلقی می‌شود و توسعه اقتصادی کشور را در زمینه‌های مختلف صنعتی و کشاورزی فراهم می‌آورد. با توجه به اینکه گسترش این صنایع و کاهش واردات و افزایش صدور محصولات پتروشیمی مورد تاکید دولت است، اهمیت این رشته آشکار می‌شود.
صنایع پلیمر

پلیمرها موادی هستند که بیشتر مردم ، آنها را با نام عمومی لاستیک‌ها و پلاستیک‌ها می‌شناسند، در حالی که که این‌ها تنها بخش کوچکی از طیف وسیع مواد پلیمری هستند. امروزه پلیمرها در همه جا کاربرد پیدا کرده‌اند. صنایع نظامی ، الکترونیک ، خودروسازی ، پزشکی ، ساختمان سازی و... تنها نمونه‌هایی از کاربرد در زندگی روزمره بشر می‌باشند.

اهمیت کاربرد پلیمرها در صنایع گوناگون به حدی است که در حال حاضر علوم پلیمر ، نه‌تنها به‌عنوان گرایشی از مهندسی شیمی ، بلکه به‌عنوان شاخه ای مستقل از علوم فنی و مهندسی مطرح شده‌اند. پلیمرها کاربرد وسیعی در صنایع مختلف کشور دارند.
صنایع گاز

گاز طبیعی که از منبع گاز زیرزمینی کشور استخراج می‌شود، به‌صورت ماده ای خام ، چه به‌عنوان سوخت و یا به‌عنوان ماده اولیه برای دیگر صنایع (از جمله صنایع پتروشیمی) قابل استفاده نیست و باید تحت عملیات پالایش گاز ، معیان گاز ، انتقال و توزیع گاز طبیعی و گاز مایع باشد. اهمیت این رشته ، با توجه به وجود ذخایر عظیم گاز طبیعی در کشور و تاکید دولت بر توسعه صنایع گاز طبیعی به‌عنوان سوخت و منبع انرژی و استفاده از آن در صنایع مختلف نظیر نیروگاههای حرارتی تولید برق ، کارخانه های تولید سیمان ، صنایع ذوب آهن و نیز طرح گاز سوز کردن اتومبیل‌ها برای کاهش آلودگی هوا به‌خوبی محسوس است.

<>

صنایع شیمیایی معدنی

صنایع شیمیایی معدنی ، دسته ای از صنایع تولیدی هستند که از برخی مواد شیمیایی معدنی یا سنگهای استخراج شده از معدن‌ها به‌عنوان ماده اولیه استفاده می‌کنند. صنایع شیشه ، کاشی و سرامیک ، گچ ، آهک ، سیمان ، باتری‌سازی ، تولید مواد شیمیایی معدنی (اسیدها ، بازها ، نمک‌ها) ، ساخت رنگدانه‌ها ، گازهای صنعتی (مانند کلر) و ترکیبات کلردار معدنی (نظیر مواد رنگ‌بر) ، نمونه‌هایی از صنایع شیمیایی معدنی می‌باشند.

ضرورت و اهمیت این گرایش با توجه به وجود ذخایر عظیم مواد معدنی در کشور ، لزوم قطع وابستگی به محصولات شیمیایی وارداتی ، میل به خودکفایی در این صنایع و نیاز روز افزون کشور به محصولات شیمایی معدنی ، بخصوص صنایع شیمیایی ، قابل درک است.
صنایع غذایی

همانطوری که از نام این صنایع بر می‌آید، صنایع غذایی به صنایعی اطلاق می‌شود که در زمینه تولید انبوه مواد و محصولات غذایی مورد نیاز بشر فعالیت می‌کند. از میان این صنایع ، می‌توان به صنایع روغن نباتی ، قند و شکر ، شیر و لبنیات پاستوریزه ، کنسرو و خوشاب‌سازی ، تولید چای ، نوشابه‌سازی ، بیسکویت و شکلات سازی ، تولید مارکاونی و نیز صنایع تخمیری نظیر سرکه‌سازی اشاره کرد.

شاید این مساله که گرایش صنایع غذایی در زمینه مهندسی شیمی مطرح می‌شود، کمی دور از ذهن به نظر برسد. ولی باید دانست که در کارخانه‌های صنایع غذایی بیشتر از همان عملیات و تجهیزاتی استفاده می‌شود که در دیگر صنایع شیمیایی بکار می‌روند.
مباحث مرتبط با عنوان
 
آخرین ویرایش:

پیرجو

مدیر ارشد
مدیر کل سایت
مدیر ارشد
توانایی های یک مهندس شیمی
مهندسي شيمي رشته گسترده‌اي است كه در دوره كارشناسي آن با استفاده از اصول مهندسي به همراه مباني رياضيات و شيمي و فيزيك، زمينه‌هاي لازم براي طراحي و بهره‌برداري از صنايع متنوعي به دانشجويان آموزش داده مي‌شود. نظر به اينكه اصول مهندسي در مورد صنايع بسيار متنوع و گسترده شيميايي يكسان است، مهندسان شيمي از انعطاف فوق‌العاده‌اي در انتخاب شغل برخوردارند پس از فراگيري فيزيك، شيمي و بخصوص رياضيات و همچنين دروس اصلي اين رشته مانند موازنه انرژي و مواد، ترموديناميك، مكانيك سيالات، انتقال حرارت، انتقال جرم، عمليات واحدهاي صنعتي، طراحي راكتورهاي شيميايي، كنترل فرآيندها و اقتصاد و طراحي مهندسي مطرح مي‌شوند.

به علاوه ، دروس ديگري در مهندسي عمومي نظير مباني برق، استاتيك و مقاومت مصالح، مهندسي محيط زيست، رسم فني و كارگاهها، براي تكميل اطلاعات مهندسي دانشجويان آموزش داده مي‌شوند. در دوه كارشناسي مهندسي شيمي علاوه بر دروس فوق چند درس ديگر در زمينه‌هاي تخصصي نظير صنايع نفت و گاز و پتروشيمي ، صنايع غذايي، صنايع معدني و طراحي فرآيند ، به مدت حدود يك نيمسال تحصيلي ارائه مي‌شوند كه دانشجويان بر حسب علاقه خود و يا زمينه كاري موجود در صنايع مختلف، آنها را انتخاب مي‌كنند. ارائه اين تخصصها در دانشگاههاي مختلف بستگي به علاقه و توان آموزشي هر دانشگاه دارد.

توانايي‌هاي عمومي مورد نياز و قابل توصيه

يك دانشجوي مهندسي شيمي در درجه اول بايد در دروس رياضي قوي باشد و دو درس فيزيك و شيمي در مراحل بعدي قرار دارد.

فردي كه رشته مهندسي شيمي را انتخاب مي‌كند بايد در رياضيات و فيزيك قوي باشد. البته در اين رشته، درس شيمي نيز اهميت دارد اما رياضيات و فيزيك از اهميت بيشتري برخوردار است. همچنين داوطلبان آزمون سراسري بايد بدانند كه رشته مهندسي شيمي رشته آساني نيست، پس اگر داوطلبي به تحقيق و مطالعه مستمر علاقه زيادي ندارد، بهتر است كه وارد اين رشته نشود.

دانشجويان مهندسي شيمي نسبت به دانشجويان رشته‌هاي مهندسي ديگر تنها 9 واحد بيشتر شيمي مي‌خوانند . يعني علاوه بر شيمي عمومي 1 كه در اكثر رشته‌هاي مهندسي ارائه مي‌شود، شيمي عمومي 2 ، شيمي آلي و شيمي تجزيه نيز مطالعه مي‌كنند. در مقابل، رياضي در اين رشته بسيار اهميت دارد چون يك مهندس شيمي براي طراحي راكتور ، برج و مبدل نياز به دانش رياضي دارد.

علاوه بر رياضي و فيزيك، تسلط بر زبان انگليسي نيز در اين رشته بسيار مهم است چون اكثر كتب تخصصي اين رشته به زبان انگليسي مي‌باشد. همچنين دانشجوي اين رشته بايد داراي دقت نظر خوبي باشد براي آن كه در مهندسي شيمي علاوه بر آزمايشهايي در مقياس بزرگ، آزمايشهايي در مقياس كوچك نيز وجود دارد. براي مثال ما در شيمي تجزيه بعضي آزمايش‌هايمان در حد ميليونيم P.P.M است و بدون شك در چنين آزمايشي اگر يك صدم گرم نيز اشتباه بشود، همه آزمايش به هم مي‌ريزد.

صنايع شيميايي كشور ما بسيار بكر و دست‌نخورده است و ما تا كنون از امكاناتمان بخوبي بهره‌برداري نكرده‌ايم براي مثال بسياري از فرآورده‌هاي شيميايي مثل مواد اوليه دارويي، بهداشتي و آرايشي را كه توليدشان نيز نسبتا راحت است از خارج از كشور وارد مي‌كنيم و يا در خيلي از كاتاليزورهاي صنعت نفت جا براي فعاليت افراد خلاق و نوآوري كه كوشا و فعال باشند، وجود دارد.

توانايي هاي فارغ‌التحصيلان

صنايع گاز
فارغ‌التحصيلان اين رشته مي‌توانند پس از پايان تحصيلات و كسب تجربه لازم ، امور متفاوتي را از نظر طراحي ، ساخت ، اجرا و نظارت بر اجراي طرحهاي مختلف به عهده گيرند كه در زير به برخي از آنها اشاره مي‌شود:

1-طراحي ، محاسبه و ساخت واحدهاي نم‌زدايي و شيرين‌سازي گاز طبيعي .
2-طراحي ، محاسبه و ساخت واحدهاي تفكيك كننده اجزاي گاز طبيعي .
3-طراحي خطوط لوله انتقال گاز طبيعي از مخازن گاز به پالايشگاهها.
4-راهبري و نظارت بر عملكرد پالايشگاههاي گاز طبيعي.
5-انجام كليه محاسبات مربوط به گاز طبيعي از قبيل محاسبات مربوط به تشكيل هيدراتهاي گازي و غيره.
6-طراحي و نظارت بر عملكرد خطوط لوله گاز طبيعي از پالايشگاهها به مراكز مصرف .
7-طراحي شبكه‌هاي توزيع گاز طبيعي در شهرها.
8-طراحي و ساخت دستگاههاي جداساز گاز- مايع ، گاز-جامد و مايع-جامد.

صنايع غذايي


- رفع اشكال و حل مشكلات مربوط به اين تخصص.
- تطبيق شرايط كمي و كيفي توليد با تقاضا.
- توسعه و انتقال فن‌آوري به منظور بهبود شرايط توليد در صنايع غذايي.
- برنامه‌ريزي فعاليتهاي توليد در صنايع غذايي.
- طراحي و نظارت بر ساخت دستگاهها و شبكه‌هاي مورد نياز در صنايع غذايي مانند راكتورها و برجهاي جذب و دفع .
- نظارت بر نصب و راه‌اندازي سيستمها .
- بهره‌برداري از صنايع به نحو مطلوب (از لحاظ فني و اقتصادي).

طراحي فرآيندهاي صنايع نفت
فارغ‌التحصيلان اين دوره توانايي كافي در احراز مشاغل و ايفاي وظايف زير را دارند: انجام محاسبات و تعيين مشخصات وسايل، دستگاهها و فرآيندهاي شيميايي كه در صنايع نفت مورد استفاده قرار مي‌گيرد. منظور از طراحي فرآيند در صنايع نفت، استفاده از داده‌هاي موجود به منظور محاسبه و تعيين مشخصات فني يك دستگاه ، يك واحد و يا يك كارخانه تا حد تشكيل نمودار جرياني كامل است.

پالايش
فارغ‌التحصيلان اين رشته داراي تواناييهاي زير هستند:

فعاليت در پالايشگاههاي نفت و گاز، كارخانه‌ها و مجتمع هاي پتروشيمي، كارخانه‌هاي تصفيه روغن ، امور انتقال فرآورده‌ها و واحدهاي توليد مواد شيميايي و ... . همكاري با مراكز علمي و صنعتي كشور در زمينه برنامه ريزي و گسترش اين صنايع و ... .

صنايع پتروشيمي
فارغ‌التحصيلان اين رشته داراي تواناييهاي زير هستند:

فعاليت در پالايشگاههاي نفت و گاز ، كارخانه‌ها و مجتمعهاي پتروشيمي، كارخانه‌هاي تصفيه روغن ، امور انتقال فرآورده‌ها و واحدهاي توليد مواد شيميايي و همچنين همكاري با مراكز علمي و صنعتي كشور در زمينه برنامه‌ريزي و گسترش اين صنايع .

رابطه مهندسي شيمي با علم شيمي
آيا مي‌دانيد كه دانشجويان گرايشهاي مختلف رشته مهندسي شيمي تنها 12 واحد شيمي مي‌گذرانند كه از اين 12 واحد نيز 3 واحد در اكثر رشته‌هاي مهندسي ارائه مي‌شود؟
و آيا مي‌دانيد كه بيشتر دروس مهندسي شيمي با رشته‌هاي مهندسي ديگر ، بخصوص مهندسي مكانيك گرايش حرارت و سيالات مشترك است؟
حتما مي‌پرسيد پس چرا عنوان اين رشته مهندسي شيمي است؟

عنوان كامل اين رشته، مهندسي صنايع شيمي است. يعني همان‌طور كه ما مهندسيني در صنايع الكترونيك و مكانيك داريم، در صنايع شيمي نيز داريم. اما به مرور كلمه صنعت از عنوان يك رشته حذف شده و به همين دليل داوطلبان آزمون سراسري فكر مي‌كنند كه مهندسي شيمي شبيه به رشته شيمي است. در حاليكه نسبت بين مهندسي شيمي و شيمي مثل نسبت بين مهندسي برق و فيزيك مي‌باشد.

به دست آوردن مواد شيميايي در آزمايشگاه به علم شيمي باز مي‌گردد. يعني وقتي كه ما در آزمايشگاه ماده A را با B تركيب مي‌كنيم و ماده C به دست مي‌آيد از علم شيمي استفاده كرده‌ايم اما اين كه از چه طريقي از A و B به C مي‌رسيم در حيطه مهندسي شيمي قرار دارد. از سوي ديگر يك شيميست در آزمايشگاه فعاليت مي‌كند در حاليكه يك مهندس در مقياس صنعتي كار مي‌كند و براي رسيدن به هدف خود از دروس مهندسي مثل انتقال حرارت، انتقال جرم، مكانيك سيالات ، طراحي رآكتورها و يا ترموديناميك ياري مي‌گيرد. به عبارت ديگر در مهندسي شيمي فقط از علم شيمي به عنوان يك پايه استفاده مي‌شود و سپس به سراغ دروسي مي‌رويم كه محاسباتي و مهندسي هستند.

تفاوت عمده مهندسي شيمي با شيمي در اين است كه مهندس كارش طراحي است در حالي كه شيميست‌ها با كارهاي آزمايشگاهي روبرو هستند. البته در اين رشته دروس شيمي نيز وجود دارد اما شباهت اين رشته به ساير رشته‌هاي مهندسي ، بخصوص مهندسي مكانيك گرايش حرارت و سيالات بييشتر از شباهت اين رشته به شيمي است. در حقيقت يك مهندس شيمي به عنوان حد واسط بين آزمايشگاه و مصرف‌كننده، از اطلاعات شيميست‌ها استفاده كرده و مواد شيميايي را به توليد صنعتي مي‌رساند.

براي يك شيميست تنها توليد ماده مهم است؛ اين كه وقتي دو ماده با هم تركيب مي‌شود، چه ماده‌اي به وجود مي‌آيد. اما يك مهندس شيمي به طراحي دستگاههايي مي‌پردازد كه ماده فوق را به كيفيت بالايي مي‌رساند.

نكات تكميلي
رشته مهندسي شيمي نسبت به رشته‌هاي مهندسي ديگر جديد است، چرا كه اين رشته زاييده ضرورت و نياز صنعت مكانيك، الكترونيك و عمران مي‌باشد.

براي مثال به مرور زمان صنعت به مهندس مكانيكي احتياج پيدا كرد كه از تحولات و فرآيندهاي شيميايي اطلاع داشته باشد و بتواند دستگاههايي را طراحي كند كه در آنها فرآيندهاي شيميايي اتفاق مي‌افتد. در نتيجه شروع به تربيت مهندسين مكانيكي كرد كه بيش از معمول تحصيل‌كردگان اين رشته از علم شيمي مطلع باشند و اين دسته از متخصصان همان مهندسين شيمي هستند.

در يك پروژه كه با حضور مهندسين رشته‌هاي مختلف انجام مي‌گيرد، مهندس شيمي كار اوليه را بر عهده دارد. براي مثال اگر قرار باشد يك برج براي تقطير ماده‌اي ساخته شود؛ كار طراحي اين برج، تعيين ارتفاع، قطر و نوع موادي كه بايد در ساخت آن به كار برده شود و همچنين تعيين درجه دما و فشار آن بر عهده مهندس شيمي است.



» منبع: گزينه 2
 
بالا